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AVALIAÇÃO DA INTER-RELAÇÃO DE CASOS DE COVID-19 E LETALIDADE COM AS CARACTERÍSTICAS CLIMÁTICAS E EFEITOS DA POLUIÇÃO ATMOSFÉRICA
Neves, Jéssica Milena Moura | Date Issued:
2022
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Affilliation
Fundação Oswaldo Cruz. Instituto Oswaldo Cruz. Programa de Pós-Graduação em Medicina Tropical. Rio de Janeiro, RJ, Brasil.
Abstract in Portuguese
Estudos sugerem que à incidência do SARS-CoV-2 pode ser influenciada por fatores ambientais, como as diferenças climáticas regionais. Para mais, a poluição do ar vem sendo estudada como cofator para mortalidade e letalidade da doença, uma vez que a maioria das condições preexistentes que aumentam o risco de morte pelo vírus, são as mesmas afetadas pela exposição a longo prazo à poluição do ar. O estudo propõe investigar as características climáticas regionais na incidência cumulativa do período, taxa de mortalidade e letalidade por COVID-19 e avaliar os possíveis efeitos da poluição atmosférica na taxa de mortalidade e letalidade por SARS-CoV-2 no Brasil. Trata-se de um estudo ecológico, no qual foram incluídos todos os municípios do Brasil que registraram casos e óbitos durante o período de 4 de março de 2020 à 31 de dezembro de 2021. Os dados relacionados às variáveis climáticas foram obtidos do WorldClim, e os relacionados a concentrações de PM2.5 foram disponibilizadas pelo satélite ERA5 disponível no site Copernicus Atmosphere Monitoring Service (CAMS). Para a realização da modelagem, foram calculados a incidência cumulativa do período, taxa de mortalidade e taxa de letalidade por 100 mil habitantes e realizadas análises de percentis. Ademais, foram utilizados a média da concentração de material particulado (PM2.5) do ano de 2020 e relacionadas as taxas de mortalidade e letalidade. Foi utilizado uma adaptação de modelos de distribuição de espécies (SDM). A escolha dos modelos foi realizada mediante avaliação da estatística ROC. Ao todo foram selecionados sete modelos com maior qualidade preditiva (MAXENT, MARS, RF, FDA, CTA, GAM e GLM). A relação foi estimada utilizando o pacote “biomod2” do software R e os mapas foram melhorados no software QGIS. A variável bioclimática que demonstrou maior contribuição relativa para os modelos preditivos em relação a alta incidência cumulativa e taxa de mortalidade foi a faixa anual de temperatura e letalidade foi a sazonalidade da precipitação. A modelagem indicou maior probabilidade e adequabilidade das condições climáticas em relação à alta incidência em municípios localizados nas regiões Norte e Sul e em alguns pontos da região Centro-Oeste (AUC = 0,85), alta mortalidade sobretudo nas regiões Norte, Centro-Oeste e Sudeste (AUC = 0,88) e alta letalidade em áreas localizadas nas regiões Centro-Oeste, Sul e Nordeste (AUC = 0,82). Análises da concentração de PM2.5 em relação à alta mortalidade (AUC = 0,63) e letalidade (AUC = 0,59) revelaram uma área, de elevada adequabilidade na Região Norte e Sudeste. Essa área coincide com a faixa de queimadas que ocorrem no Brasil e pontos equivalentes a áreas com intensa industrialização. Após modelagem, o estudo sugere que em relação à COVID 19, há regiões no Brasil com maior probabilidade dos fatores climáticos e da poluição atmosférica estarem contribuindo para os elevados indicadores de saúde investigados
Abstract
Studies suggest that the incidence of SARS-CoV-2 can be influenced by environmental factors, such as regional climate differences. In addition, air pollution has been studied as a cofactor for disease mortality and lethality, since most preexisting conditions that increase the risk of death from the virus are the same as those affected by long-term exposure to air pollution. The study proposes to investigate the regional climatic characteristics in the cumulative incidence of the period, mortality rate and lethality by COVID-19 and evaluate the possible effects of air pollution on the mortality and lethality rate by SARS-CoV-2 in Brazil. This is an ecological study, which included all municipalities in Brazil that registered cases and deaths during the period from March 4, 2020 to December 31, 2021. Data related to climate variables were obtained from WorldClim, and data related to PM2.5 concentrations were made available by the ERA5 satellite available on the Copernicus Atmosphere Monitoring Service (CAMS) website. To carry out the modeling, the cumulative incidence for the period, mortality rate and case fatality rate per 100,000 inhabitants were calculated and percentile analyzes were performed. In addition, the average concentration of particulate matter (PM2.5) for the year 2020 and related mortality and lethality rates were used. An adaptation of species distribution models (SDM) was used. The choice of models was performed by evaluating the ROC statistics. In all, seven models with higher predictive quality were selected (MAXENT, MARS, RF, FDA, CTA, GAM and GLM). The relationship was estimated using the “biomod2” package of the R software and the maps were improved in the QGIS software. The bioclimatic variable that showed the greatest relative contribution to the predictive models in relation to high cumulative incidence and mortality rate was the annual temperature range and lethality was the seasonality of precipitation. The modeling indicated greater probability and suitability of climatic conditions in relation to the high incidence in municipalities located in the North and South regions and in some points of the Center-West region (AUC = 0.85), high mortality especially in the North, Center-West regions and Southeast (AUC = 0.88) and high lethality in areas located in the Midwest, South and Northeast regions (AUC = 0.82). Analysis of PM2.5 concentration in relation to high mortality (AUC = 0.63) and lethality (AUC = 0.59) revealed an area of high suitability in the North and Southeast regions. This area coincides with the range of fires that occur in Brazil and points equivalent to areas with intense industrialization. After modeling, the study suggests that in relation to COVID-19, there are regions in Brazil that are more likely to be climate factors and air pollution contributing to the high health indicators investigated
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